植筋技術(shù)在橋梁負(fù)彎矩施工缺陷處理上的應(yīng)用

　　摘要：在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上植筋錨固利用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿錨固劑作為鋼筋與混凝土的粘合劑，植入的鋼筋具有很強(qiáng)的抗拔力與抗剪力，保證了錨固強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度，是一種處理橋梁施工結(jié)構(gòu)缺陷和改造具有一定年限建筑的好辦法。

　　關(guān)鍵詞：植筋技術(shù)，負(fù)彎矩，植筋設(shè)計(jì)，抗剪應(yīng)力，錨固深度　

　　一、 工程概況

　　廣西東部某高速公路有一座大橋，橋上構(gòu)為5-20m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁，采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，全橋?yàn)橐宦?lián)。梁頂負(fù)彎矩鋼絞線采用Фj15.24(7Ф5)高強(qiáng)松弛鋼絞線,鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為Rby=1860MPa，張拉控制應(yīng)力為δk=0.7Rby=1302MPa。每片梁負(fù)彎矩鋼絞線共設(shè)計(jì)5束，其中長(zhǎng)5m的有二束，每束4根鋼絞線，其中長(zhǎng)10m的有三束，每束4根鋼絞線，共20根鋼絞線，位于箱梁頂板中線部位。該橋負(fù)彎矩在2006年9月份進(jìn)行了張拉、灌漿與封錨，隨即因業(yè)主原因全線停工了8個(gè)月，其間因人為因素致使部分負(fù)彎矩鋼絞線錨具破損，造成預(yù)應(yīng)力損失，并且錨端鋼絞線銹蝕情況較為嚴(yán)重，復(fù)工后為確保鋼絞線張拉施工質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量監(jiān)督部門(mén)的要求，須對(duì)全橋鋼絞線進(jìn)行徹底核查并進(jìn)行處理。由于檢測(cè)機(jī)構(gòu)不能對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線逐根檢測(cè)，經(jīng)設(shè)計(jì)院、建設(shè)單位、施工單位共同討論協(xié)商，確定廢棄已張拉負(fù)彎矩鋼絞線，采用植筋技術(shù)重新設(shè)置負(fù)彎矩鋼絞線。

　　二、 設(shè)置方案

　　(一)負(fù)彎矩鋼絞線位置

　　繞開(kāi)原有負(fù)彎矩位置，選擇在箱梁兩側(cè)腹板上方的頂板位置各新增加三束負(fù)彎矩鋼絞線，二長(zhǎng)一短，其中長(zhǎng)5m的有一束，每束4根鋼絞線，長(zhǎng)10m的有二束，每束3根鋼絞線平行安裝，每片梁共6束、20根鋼絞線。在實(shí)際施工中須在頂板砼中鑿出深4-6cm的縱向槽安放波紋管，同時(shí)要保證錨具頂部離橋面厚度不小于12cm。

　　新增鋼束布置位置如下圖：                 

　�。ǘ�）植筋設(shè)計(jì)與布置

　　1、植筋設(shè)計(jì)

　�、侔纯辜魬�(yīng)力計(jì)算：

　　由于在梁部舊砼面上植筋后須先續(xù)澆8-10cm的薄層高標(biāo)號(hào)C50砼（原梁體砼為C40），再?gòu)埨��?fù)彎矩，最后施工橋面鋪裝砼，所以植筋在施工與運(yùn)營(yíng)過(guò)程中要承受張拉應(yīng)力的剪切作用。

　　鋼束長(zhǎng)5m時(shí)所需鋼筋面積A=1302*140*4/120=6076mm2，植筋擬用φ12的HRB335帶肋鋼筋，每根鋼筋截面積為113mm2，采用板凳式布置，即一根鋼筋彎成倒U形，植入兩個(gè)孔內(nèi)，則只需鋼筋27根，鋼筋間距約18cm。

　　為增大保險(xiǎn)系數(shù)，決定每束鋼絞線按間距15cm布置植筋，在錨固端1m范圍內(nèi)加密為間距10cm。植筋用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿粘結(jié)。

　�、阱^固深度確定

　　按《砼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367-2006中公式12.2.2-2和12.2.3計(jì)算：

　　l≥ψψl

　　l=0.2αdf/f

　　f=1302*sin9（鋼束彎起9）=204MPa，其他參數(shù)按規(guī)范取值，則基本錨固深度l=0.2*12*204/4.5=109mm，植筋錨固深度設(shè)計(jì)值l≥109*1.65mm，可取180mm，且按規(guī)范構(gòu)造要求植筋時(shí)，其最小錨固長(zhǎng)度只須達(dá)到150mm，故最終植筋錨固深度確定為180mm。

　　2、植筋布置

　　植筋寬度8.5-9.4cm，頂部應(yīng)高出波紋管頂面2cm（錨固端高出波紋管頂面4cm），平面布置如下圖（僅示一側(cè)）:　

　　三、 負(fù)彎矩處理要點(diǎn)

　　1、在植筋施工時(shí)，首先應(yīng)剪斷原先已經(jīng)張拉的鋼絞線釋放其預(yù)應(yīng)力，避免在重新施加負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力后，墩頂負(fù)彎矩疊加造成累計(jì)負(fù)彎矩張拉值大于設(shè)計(jì)值從而對(duì)全橋梁板受力帶來(lái)不良影響。其次在重新施加預(yù)應(yīng)力時(shí)必須合梁體新舊砼緊密相結(jié)合，使其施加的預(yù)應(yīng)力依然作用于整個(gè)梁體部分，達(dá)到設(shè)計(jì)承載效果。

　　2、施工工序：切斷鋼絞線、釋放預(yù)應(yīng)力→鑿出（標(biāo)識(shí)）波紋管安裝槽(根據(jù)橋面鋪裝標(biāo)高而定)→植筋→安裝波紋管→固定錨具→安裝鋼絞線→澆筑砼→張拉→注漿→封錨。

　　3、切斷鋼絞線前，先采用全站儀定出全橋墩頂處負(fù)彎矩波紋管設(shè)計(jì)位置，沿波紋管方向距中心各20cm距離，寬6cm范圍內(nèi)用油漆標(biāo)識(shí)出需切斷鋼絞線位置；然后用風(fēng)鎬或人工鑿除砼，破壞波紋管表層后將鋼絞線周?chē)�水泥漿清除，露出鋼絞線。再采用切割機(jī)沿油漆標(biāo)識(shí)線進(jìn)行切割，切割深度以不破壞梁頂部鋼筋為標(biāo)準(zhǔn)。

　　4、切斷鋼絞線施工時(shí)為防止已張拉鋼絞線在拉應(yīng)力的反作用下彈出錨固端形成一定的安全隱患，采用兩塊厚5mm、1.0×2.0m的鋼板立于兩側(cè)錨固端外側(cè)用于防護(hù)，鋼板后采用鋼管支撐牢固。同時(shí)剪斷鋼絞線施工時(shí)橋梁兩端設(shè)置專(zhuān)職安全員，嚴(yán)禁人員及車(chē)輛通行，確保施工安全。

　　5、植筋過(guò)程中，鉆孔乃是關(guān)鍵。如果梁體鋼筋過(guò)密，無(wú)法在設(shè)計(jì)規(guī)定的位置鉆孔，可采用在其附近位置鉆孔、焊結(jié)轉(zhuǎn)移受力的方法進(jìn)行處理。

　　四、 小結(jié)

　　本項(xiàng)目在正式植筋前，進(jìn)行了植筋試驗(yàn)。采用油壓千斤頂對(duì)植入鋼筋施加拔力。共實(shí)驗(yàn)了3個(gè)孔。試驗(yàn)結(jié)果均是植入鋼筋頸縮后斷裂。原因是當(dāng)植筋深度較大時(shí)(l＞10d)，鋼筋與混凝土孔壁的粘結(jié)力大于鋼筋的極限強(qiáng)度，因此出現(xiàn)鋼筋屈服、頸縮直至斷裂的現(xiàn)象。

　　另外，在開(kāi)通后的的半年試運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，該橋橋面未出現(xiàn)任何開(kāi)裂、起皮現(xiàn)象。這也說(shuō)明此次植筋設(shè)計(jì)與施工是成功可行的。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]GB50367-2006，混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范[s].